Идея, что физическая активность делает нас умнее, заинтриговала не только исследователей в биомедицинских лабораториях, но и антропологов, которые пытаются изучить процесс развития человека за многие тысячелетия. В 2004 году в журнале Nature биологи-эволюционисты Даниэль Либерман и Деннис Брамбл опубликовали статью, в которой утверждали, что человек сумел дожить до нынешних времен только лишь благодаря своей спортивной подготовке1. Наши пещерные предки были способны раньше других хищников выследить жертву. И эти древние атлеты, славящиеся выносливостью, передавали гены из поколения в поколение. Прекрасная гипотеза, не так ли? Нас создали физически развитыми, чтобы мы прожили долгую жизнь. Это говорит о том, что естественный отбор заставил древних людей эволюционировать в исключительно подвижных существ. Наши ноги стали длиннее, пальцы на ногах короче, а внутреннее ухо позволяет сохранять равновесие и координацию. И все это для того, чтобы стоять и двигаться не на четырех ногах, а на двух.

На протяжении долгого времени наука не могла объяснить, почему наш мозг так сильно увеличился в размерах, можно даже сказать, стал непропорционально большим относительно нашего тела. Раньше эволюционисты часто говорили, что в основе плотоядных привычек человека и потребности в социальном взаимодействии лежат сложные мыслительные процессы. Согласно последним исследованиям, за свой огромный мозг мы должны благодарить необходимость постоянно думать и… бегать.

Чтобы прийти к такому выводу, антропологи на примере многих животных – от морских свинок и мышей до волков и овец – изучили связь между размером мозга и выносливостью2. Они заметили, что у видов, которые природа наградила лучшей выносливостью, мозг также был больше относительно размера тела. Но исследователи решили не останавливаться на достигнутом и начали изучать мышей и крыс, которых разводили целенаправленно для участия в марафонах. Они создали линию лабораторных животных, которые превосходили других в беге, и скрещивали их с теми, которые демонстрировали наилучшие результаты на беличьем колесе. Именно в этот момент все встало на свои места: у вновь выведенных животных уровни концентрации нейротрофического фактора мозга (НФМ) и других веществ, стимулирующих рост здоровой ткани, начали повышаться. Как известно, НФМ также стимулирует рост мозга, и по этой причине сегодня бытует мнение, что именно физическая активность помогла нам эволюционировать до умных и сообразительных существ.

Мораль такова: если физическая активность помогла нам развить мозг до его нынешнего состояния, то можно с уверенностью сказать, что упражнения необходимы нам и сегодня для сохранения достигнутого уровня, не говоря уже о необходимости продолжать развиваться, чтобы быть еще умнее, сильнее и образованнее.

Биологические основы полезной нагрузки выходят за рамки того, что физическая активность стимулирует приток крови к мозгу, обеспечивая поступление питательных веществ, отвечающих за рост и сохранение клеток. Последние научные изыскания показали, что благодаря регулярным упражнениям человек может контролировать воспаление, повысить чувствительность к инсулину, улучшить показатели сахара в крови, увеличить размер центра памяти и повысить уровень НФМ.

Физические упражнения стимулируют формирование новых клеток мозга. Ученые сумели измерить этот эффект, сравнив мышей и крыс, которые бегали на протяжении нескольких недель, с теми, которые вели малоподвижный образ жизни. У активных животных было примерно в два раза больше нейронов в гиппокампе, чем у лежебок. В рамках других исследований изучались наиболее эффективные типы упражнений. В 2011 году группа, состоящая из 120 пожилых мужчин и женщин, была разделена на две части: одни занимались ходьбой, другие делали упражнения на растяжку мышц. В итоге те, кто занимался ходьбой, показали более высокие результаты3. Через год именно у первой группы размер гиппокампа был больше, а в кровотоке отмечался более высокий уровень НФМ. А у людей, занятых растяжкой, размер мозга уменьшился до уровня атрофии, а результаты когнитивных тестов были далеки от идеала.

Какой бы ни была физическая активность, можно с уверенностью сказать, что упражнения не обязательно должны быть изнурительными, чтобы оказаться эффективными для мозговой деятельности.

Как выяснилось, стимулирование роста новых нейронов – не единственная польза физических упражнений. Последние научные исследования открыли нам глаза на чудо из чудес: упражнения помогают создавать в мозге новые сети. Одно дело зарождать клетки, и совершенно другое – организовывать их в гармонично функционирующие сообщества. Мы не станем умнее только лишь от того, что в мозге появятся новые клетки. Мы должны уметь вплетать их в уже существующие нейронные сети, в противном случае они будут бесцельно бродить среди серого вещества и через некоторое время просто погибнут. Один из способов интегрировать клетки – постоянно узнавать что-то новое. В рамках исследования, которое проводилось в 2007 году, вновь образованные нейроны у мышей вплетались в нейронную сеть мозга, если мыши осваивали водный лабиринт4. Ученые отметили, что клетки-новички не могли помочь мышам выполнять другие когнитивные задачи, помимо прохождения лабиринта. Для выполнения новой задачи мышам пришлось бы прилагать физические усилия, что, в свою очередь, привело бы к формированию новых подвижных и гибких с когнитивной точки зрения клеток.

Именно в этом и заключается секретное преимущество физических упражнений: они делают нейроны проворными и многофункциональными. Мы не знаем, каким образом активность облегчает выполнение умственных задач на молекулярном уровне, но одно мы знаем точно: НФМ играет ключевую роль, укрепляя клетки и аксоны [29] , усиливая связи между нейронами, а также стимулируя образование новых клеток. Нейрогенез повышает способность мозга узнавать новое, что наделяет новорожденные клетки силой и еще больше укрепляет нейронную сеть. Помимо всего прочего, известно, что более высокие уровни НФМ влияют на снижение аппетита. Поэтому у людей, неспособных его контролировать, есть еще одна причина заниматься спортом.

А какой эффект физические упражнения оказывают на людей в группе риска и тех, кто уже страдает заболеваниями головного мозга? В недавно опубликованной статье профессор Николя Лаутеншлагер из Университета Западной Австралии сообщил, что у пожилых людей, которые регулярно упражняются на протяжении 24 недель, отмечается улучшение памяти, языковых способностей, внимания и других важных когнитивных функций на 1800 % по сравнению с контрольной группой5. Упражняющаяся группа тратила примерно 142 минуты в неделю на физическую активность, что в среднем составляет примерно 20 минут в день. Исследователи связали произошедшие изменения с улучшенным притоком крови, появлением новых кровеносных сосудов и новых клеток мозга.

Упражнения – мощное лекарство. Физическая активность запускает работу генов, подавляющих воспаление. И все это можно измерить в лаборатории. Снова и снова ученые фиксировали, что C-реактивный белок – показатель воспаления, часто используемый в лаборатории, – ниже у физически активных людей. Упражнения повышают чувствительность к инсулину. Они помогают регулировать сахар в крови и снижают гликирование белков.

Насколько интенсивными должны быть упражнения, чтобы принести пользу телу и мозгу? Подойдет ли такая домашняя работа, как, скажем, садоводство и вынос мусора?